磁场中的磁介质.ppt

《磁场中的磁介质.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、15.5磁场中的磁介质一三类磁介质1.磁介质——任何实物都是磁介质电介质放入外场磁介质放入外场反映磁介质对原场的影响程度2.磁介质的分类顺磁质抗磁质减弱原场增强原场如锌、铜、水银、铅等如锰、铬、铂、氧等弱磁性物质顺磁质和抗磁质的相对磁导率都非常接近于1。铁磁质通常不是常数，具有显著的增强原磁场的性质——强磁性物质如铁、钴、镍等实物的基本组成单元：分子、原子、电子+-电子运动：绕核运动→电流环→轨道磁矩自旋运动→自旋磁矩两种运动磁效应的总和分子圆电流3.分子磁矩≠0=0顺磁质抗磁质无外场作用时，对外不显磁性无外场作用时，由于热运动，对外也不显磁性分子的固有磁矩以长直螺线管内部充满

2、各向同性均匀介质为例，当螺线管通电时介质将被磁化。二磁介质的磁化在外磁场中：顺磁质分子磁矩转向外磁场方向，在介质表面形成磁化电流（束缚电流），如图（a）抗磁质分子在磁场中产生与反向的感生磁矩，在介质表面有等效的反向磁化电流，如图（b）右视图三磁介质中的安培环路定理安培环路定理顺磁质∑Ii—为环路所包围的传导电流∑Is—环路所包围的磁化电流，Is难以测量各向同性线性磁介质─磁导率令则有得对比各向同性线性电介质例1一充满均匀磁介质的密绕细螺绕环，求：磁介质内的解：取回路如图，设总匝数为N细螺绕环因此，其磁介质是铁磁质四、铁磁质1.主要特征①能产生非常大的附加磁场B’，甚至千倍于外磁场

3、B0，而且同方向。②B与H不是线性关系，是一复杂函数关系。即相对磁导率μr可以很大但不是常量，μr是磁场强度H的函数。③存在磁滞现象，即B的变化落后于H的变化，当H=0时,有剩磁现象④存在居里点各种不同铁磁质各有一临界温度Tc,当T>Tc时，失去铁磁性，成为一般顺磁质。Tc称为铁磁质的居里点。如铁的居里点为1040K，镍的居里点是631K等等。2.磁化曲线磁滞回线装置：环形螺绕环，用铁磁质充满环内空间。实验再测出B：(1)铁磁质的或r不是常数，它是H的函数。原理：根据安培定理可得：结果在螺绕环磁隙处测量得出曲线:算出H值B的变化落后于H，从而具有剩磁——磁滞效应每个H对应多个

4、不同的B，与磁化的历史有关。1)起始磁化曲线2)剩磁Br饱和磁感应强度BS3)矫顽力Hc(2)磁滞回线(3)实验还表明：在交变电流的励磁下反复磁化使磁铁温度升高——磁滞损耗磁滞损耗与磁滞回线所包围的面积成正比。为什么会出现这些现象？★磁畴：原子间电子交换耦合作用很强，使其自旋磁矩平行排列形成磁畴——自发的磁化区域。铁磁性主要来源于电子的自旋磁矩。3.铁磁质磁化的机制★磁畴的变化可用金相显微镜观测H=0H≠0H↑H↑↑H↑↑↑HB无有——整个铁磁质的总磁矩为零——磁化方向转向使磁场大大增强磁畴的磁化方向2º磁滞现象是由于材料有杂质和内应力等的作用，当撤掉外磁场H时，磁畴的畴壁很难恢

5、复到原来的形状,使得B≠0。3º当温度升高时，热运动会瓦解磁畴内磁矩的规则排列。在临界温度（相变温度Tc）时，铁磁质完全变成了顺磁质。居里点Tc(CuriePoint)1º当全部磁畴都沿外磁场方向时，铁磁质的磁化就达到饱和状态。饱和磁化强度MS等于每个磁畴中原来的磁化强度，该值很大。——这就是铁磁质磁性r大的原因。说明：如：铁为1040K，钴为1390K，镍为630K●铁磁材料的应用HC较小、HC较大易磁化，易退磁不易磁化，不易退磁可作变压器、电机、电磁铁的铁芯软磁材料：硬磁材料：铁磁材料分软磁材料和硬磁材料他们的共同特点：r大损耗小(面积窄而长)、损耗大(面积宽而大)、适用

6、于做永久磁铁（耳机中的永久磁铁，永磁扬声器）回答P129,4复习：磁矩：1磁力矩：2安培环路定理3三种磁介质●均匀磁场中的平面载流线圈只有转动无平动●解题步骤：（3）根据安培环路定理列方程求解（1）对称性分析（2）选取积分回路L顺磁质抗磁质铁磁质四、铁磁质主要特征①r大，能产生非常大的附加磁场B’②r不是常数B与H不是线性关系③存在磁滞现象④存在居里点铁磁质具有这些特性，其主要原因是铁磁质存在磁畴1毕－萨定律：稳恒磁场小结：2安培力：磁矩：3洛伦兹力：霍尔效应：4磁力矩：6高斯定理5环路定理7三种磁介质一掌握描述磁场的物理量——磁感强度的概念，理解它是矢量点函数.二理解毕奥－

7、萨伐尔定律，能利用它计算一些简单问题中的磁感强度.三掌握稳恒磁场的高斯定理和安培环路定理.用安培环路定理计算磁感强度的条件和方法.四理解洛伦兹力和安培力的公式，能分析电荷在均匀电场和磁场中的受力和运动.了解磁矩的概念.能计算简单几何形状载流导体和载流平面线圈在均匀磁场中或在无限长载流直导体产生的非均匀磁场中所受的力和力矩.教学基本要求理解磁介质的磁化现象及其微观解释,了解磁场强度的概念以及在各向同性介质中H和B的关系,了解磁介质中的安培环路定理,理解铁磁质的特性.例3．截面积为S